Ответ
Существует несколько вариантов подключения камина с водяным контуром к водяной системе отопления.
Камин может быть в системе как открытого так и закрытого типа.
увеличить схему
Система открытого типа – это система главным элементом, которой является расширительный бак с медным поплавком.
– Топка
– Расширительный бак с медным поплавком
– Пластинчатый теплообменник
– Термозащита
– Предохранительный клапан
– Два циркуляционных насоса
– Автоматика
Расширительный бак срабатывает при аварийной ситуации (выключение электроэнергии). При прекращении подачи электроэнергии останавливаются насосы и давление в топке возрастает. Вода из топки по трубе поднимается в расширительный бак и сливается в канализацию.
Соответственно уровень воды в системе камина падает и с помощью медного поплавка в баке, подается новая из водопровода. Это означает, что подача и слив воды осуществляется только при аварийной ситуации, при этом нет негативного влияния на топку или иные элементы.
Такой способ подключения предусматривает еще несколько ступеней защиты от перегрева.
Кроме расширительного бака к топке подключается еще оборудование, которое служит защитой системы от перегрева, а именно:
– Термозащита. она подает воду в охлаждающий контур камина при превышении температуры воды в камине 95 o C
– Предохранительный клапан. который сливает воду в канализацию при превышении давления 1.5 Bar (для открытой системы).
Термозащита с охлаждающим контуром в системах открытого типа обязательна только в каминах большой мощности: 19, 24, 32кВт.
В такой системе топка не может подключаться напрямую к другой системе отопления, поэтому используется пластинчатый теплообменник .
Теплообменник служит лишь для теплопередачи от одной системы в другую, т.е. вода в камине не перемешивается с водой в системе отопления.
При отключении электроэнергии защитную функцию выполняет также автоматика. она закрывает канал подачи воздуха для горения в топку на 100%, соответственно огонь начинает затухать.
Толщина стенки топки для открытой системы – 4 мм.
увеличить схему
Система закрытого типа.
В данном случае топка подключается непосредственно в систему отопления (без расширительной емкости).
Основным требованием при создании такой системы является обеспечение бесперебойным электропитанием, чтобы предотвратить быстрое нагревание.
– Топка
– Термозащита
– Предохранительный клапан
– Автоматика
– Один циркуляционный насос
– Бесперебойный источник питания
Обязательно нужно применить все средства защиты от закипания. Вода в камине может закипеть при остановке процесса теплоотдачи, то есть прекращении подачи електоренергии, и как следствие остановке циркуляционных насосов. Резкий рост давления в системе камина может привести к повреждению топки или других элементов системы.
Одним из таких средств является встроенный в топку охлаждающий контур. Это сварной отдельный стальной отсек на задней стенке топки. К нему присоединяется термозащита. Датчик от термозащиты помещен в водяную рубашку камина и когда температура воды достигнет 95 – 97 ° C он подаст холодную воду в охлаждающий контур, который отбирает тепло в водяной рубашки камина и сливаться в канализацию.
В системе камина с водяной рубашкой закрытого типа подключения охлаждающего контура является обязательным.
Неотъемлемый элемент системы – предохранительный клапан у которого максимальное давление открытия 2,5 бар. (для закрытой системы)
Итак, любой камин с водяным контуром должен быть оборудован несколькими независимыми системами защиты от перегрева.
Можно применять как открытую так и закрытую систему, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы, если они не имеют большого значения для пользователя.
Популярные модели каминов с водяным контуром.
Перед жителями средних и северных широт обоих полушарий Земли всегда остро стояла проблема обогрева своих жилищ с осенних холодов до ранней весны. Особенно — в сильные морозы. Единственным решением проблемы было внесение внутрь жилища огня и поддержание процесса горения.
Поначалу для этого служил очаг, но он расходовал слишком много топлива, не нагревая достаточно внутренний воздух. Появление печей и каминов отчасти решило проблему: угарный газ удалялся наружу через трубу, а нагретые огнем камни постепенно отдавали тепло. И все равно, если брать камин, большинство тепла, полученного от сгорания топлива, буквально вылетало в трубу.
Поэтому, поскольку нет предела совершенству, следующим шагом стало повышение эффективности камина путем «перехвата» уходящего тепла одним из лучших, доступных и простых в обращении тепловых аккумуляторов, — водой.
Кладка печи с котлом
Если вы решите углубиться в тему, то возможно, решите обустроить колпаковую печь Кузнецова, принцип работы которой заключается в свободном перетекании газов, что не требует дополнительной энергии извне. Чертежи есть в интернете. Здесь же будет рассказано о более простой конструкции. Итак, сначала необходимо залить фундамент, глубина которого составляет 50 – 70 см. На основу следует засыпать песок слоем 10-15 см, сверху укладывается щебень, гравий или строительный мусор, причем следует сохранить пространство 25-30 см для заливки цемента. Лучше всего раствор на фундамент готовить без использования песка, заменив его отсевом, соотношение составит примерно 1:6. Под стяжку и поверх нее следует настелить рубероид для гидроизоляции.
Затем следует сделать раствор глина + песок в соотношении 1:2,5, однако пропорции могут меняться зависимо от уровня жирности материала
Важно не оставить комки, а потому глина должна быть замочена с вечера. Если смесь сползает с мастерка, оставляя на нем небольшие полосы, то концентрация подходящая
До начала кладки необходимо выстелить рубероид по площади залитого фундамента и замазать его раствором
Первый ряд выкладывается поддоном полностью из кирпича, куда потом будет производиться кладка печи. Затем выкладывается первый ряд контура печи, затем следующий и т.д. Во время кладки вам понадобится порядовка
До начала кладки необходимо выстелить рубероид по площади залитого фундамента и замазать его раствором. Первый ряд выкладывается поддоном полностью из кирпича, куда потом будет производиться кладка печи. Затем выкладывается первый ряд контура печи, затем следующий и т.д. Во время кладки вам понадобится порядовка.
Теперь делается топка, зольное отделение и поддувало. Крепление дверок осуществляется с помощью оцинкованной проволоки или полосы оцинкованной жести. Необходимо подрезать кирпич над дверцами с помощью болгарки, однако лучше всего один из них сделать клином, благодаря чему кладка не растрескается. Сделайте заранее на кирпиче выступы для котла, которые также можно вырезать болгаркой. Не стоит забывать, что по инструкции необходима ровная установка, а потому следует пользовать уровнем. Затем производится установка топки и задней части конструкции, где находится дымоход с прочисткой. Труба должна минимум на 50 см выступать над крышей.
https://youtube.com/watch?v=j-NSSzNJ_wU
Печи своими руками для отопления дома вы можете изготовить, не являясь в этом деле профи. Они универсальны и обладают высоким коэффициентом теплоотдачи. Большое преимущество в их автономности, поскольку они не зависят от внешних энергоисточников. Такие котлы могут иметь любые размеры в зависимости от площади отапливаемого помещения.
Плюсы и минусы каминов с водяным контуром
Среди достоинств каминов с водным контуром стоит отметить:
- Цена системы. Готовая модель печи или сборка на заказ камина из кирпича обойдется не так дорого.
- Стоимость эксплуатации. Система полностью энергонезависима, цена твердого топлива невысока, а значит, ее использование не разорит семейный бюджет.
- Многозадачность. Такая система украсит интерьер, не требуется обустройство отдельной котельной.
- Камин с водяным контуром может стать заменой традиционной системы отопления.
К недостаткам таких систем можно отнести:
- Не слишком высокий КПД, особенно если речь идет о каминах с открытой топкой. Мощности такого оборудования может быть недостаточно для обогрева дома в морозные зимы.
- Отсутствие систем автоматизации. Быстро отрегулировать температуру теплоносителя невозможно. Подкидывать дрова или брикеты, очищать топку придется вручную.
Печь с водяным контуром для отопления дома: преимущества
Как уже было упомянуто, обычная печь не в состоянии обеспечить равномерный прогрев всех помещений в доме. В современных печах и каминах эту проблему частично решают, монтируя конвекционную камеру, к которой подключают систему воздуховодов. В результате поток тёплого воздуха от печи не предоставлен самому себе, а перемещается в ограниченном пространстве труб и регулируется задвижками, заслонками, решётками и прочими дополнительными устройствами.
Однако воздуховодные каналы громоздки, съедают полезное пространство, с увеличением их длины и количества поворотов возрастают теплопотери. Они нуждаются в наблюдении и обслуживании: периодической очистке от пыли, сажи и копоти. Сам воздух обладает низкой удельной теплоёмкостью, для передачи тепла в удалённое от печи помещение требуется принудительное нагнетание нагретых воздушных масс вентилятором. Поэтому вода, как теплоноситель, во многих отношениях предпочтительнее воздуха.
Устройство камина
По сравнению с теми каминами, с которыми у нас возникают ассоциации, камин с водяным контуром обладает некоторыми отличиями, поскольку он должен иметь возможность нагревать воду. Происходит это с помощью теплообменника, металлический резервуар, в котором циркулирует вода, нагревается от пламени. Чтобы увеличить активную площадь, теплообменник выполняется в виде лабиринта или змеевика.
Нагретая вода не сразу поступает в магистраль системы отопления, она накапливается в емкости. Такой аккумулятор позволяет производить отбор горячей воды по мере необходимости. Допускается возможность подключения водопровода, чтобы снабдить дом горячей водой.
Встроенная внутрь камина разводка труб
Аккумулятор в камине приведет к неоправданному увеличению размеров последнего, поэтому бак устанавливается отдельно, сразу после выхода магистрали из теплообменника. Сам же теплообменник все реже ощущает на себе непосредственное действие пламени. Чтобы не происходило активного разрушения металла, змеевик погружается в полость камина, наполненную водой. Такой камин с водяной рубашкой все чаще применяется при организации отопления небольших дачных домиков. Дата: 25 сентября 2021
Конструирование отопления с помощью камина
Перед тем как отопить дом камином, следует тщательно разобраться в принципах работы и особенностях конструкции классического варианта описываемого агрегата.
Итак, что же представляет обычный камин:
- Основной элемент – топка, над ней расположен дымоход, через который выводятся вредные для человека продукты горения. Площадь его поперечного сечения должна составлять не менее 10% от площади топочной камеры. При этом классическая оцинкованная дымоходная труба должна присоединяться к дымовыводящему каналу камина на расстоянии не менее 5 метров.
Схема устройства классического камина
Место стыка трубы и самой камеры, где происходит сгорание дров, оборудуется выдвижной или петельной заслонкой
Она поможет сохранить накопившееся тепло и пригодится при прочистке выводящих каналов от осевшего там нагара.
При постройке дома важно предусмотреть дополнительный фундамент для установки агрегата, так как средний вес конструкции составляет около полутонны. Если вы ходите организовать отопление камином загородного дома, который уже построен, позаботьтесь об усилении отдельных конструктивных элементов последнего.
Отопление смежных помещений производится по двум основным схемам:
- с подогревом циркулирующего воздуха;
- с нагревом жидкого теплоносителя, который затем распределяется по батареям отопления.
Разновидности существующих каминов для отопления дома
Воздушное каминное отопление
В этом случае камин проектируется и строится так, чтобы между стальной или чугунной топкой и внешней поверхностью отопителя оставалось место для циркуляции воздуха. Последний, нагревшись, распределяется по другим помещениям дома посредством специально установленных и соединенных между собой воздушных каналов.
Их можно монтировать как закрытым (в стенах или на чердаке), так и открытым способом. Материалом послужат трубы из оцинкованной стали или алюминия.
Циркуляция воздушных масс может быть организована:
- Естественным способом. В этом случае движение воздуха обеспечивается за счет разности его температуры и плотности. Преимущество – полная энергонезависимость системы отопления. Недостаток – малая производительность и невозможность организовать, таким образом, прогрев большого по площади строения.
- Принудительно. В этом случае используются различные вентиляторы и турбины, работающие на электроэнергии. Помните, что воздух все равно будет циркулировать по замкнутой схеме, так как забор уличных воздушных масс в зимнее время нежелателен ввиду их низкой температуры.
Схема работы камина, подогревающего воздух в помещениях
Обычно подобная схема отопления проектируется и конструируется еще во время строительства дома. Иначе сделать воздуховоды и эстетично разместить их по комнатам будет весьма проблематично.
Описанная выше сеть отопления достаточно эффективна. С ее помощью можно нагреть даже просторные загородные виллы. Еще один плюс – отсутствие теплоносителя, который после прекращения подачи тепла мог бы замерзнуть.
Водяное каминное отопление
Топка такого агрегата состоит из двух слоев, между которыми циркулирует жидкий теплоноситель. В дальнейшем вода или антифриз посредством трубопроводов доставляется к радиаторам отопления, где и происходит теплообмен между водой и воздухом в комнате.
Достоинством рассматриваемой системы является то, что она способна обеспечить жильцов коттеджа не только теплом, но и горячей водой для бытовых нужд. Для этого нужно установить в верхней части нагревателя специальную емкость нужного объема или змеевик с принудительной циркуляцией.
Регулирование мощности оборудования также может производиться по-разному:
- вручную – путем увеличения или уменьшения воздушного потока, попадающего в топку (для этого используются специальные заслонки);
- автоматически – здесь в работу вступают термостаты, от которых зависит интенсивность работы насосов, перекачивающих теплоноситель.
Водяное отопление дома камином
При принятии решения о применении камина с водяным контуром в качестве основного источника тепла, нужно помнить о следующих нюансах:
- Камин быстро прогревает помещения в доме, но и быстро остывает после того, как погаснет огонь. Поэтому его лучше использовать для обогрева коттеджей и дач, не предназначенных для круглогодичного проживания (в этом случае позаботьтесь о заливке в трубы не воды, а незамерзающей жидкости – антифриза).
- Трубопроводы, по которым протекает теплоноситель, должны быть диаметром не более 10-15 мм, иначе вы столкнетесь с большими теплопотерями.
Производители
На российском рынке пеллетные камины представлены в основном европейскими моделями и китайскими. Вторые дешевле первых в несколько раз, хотя говорить о низком их качестве не приходится. Китайские агрегаты работают не хуже.
До недавнего времени существовала одна проблема. Эффективнее всего и европейские, и азиатские образцы работали на пеллетах диаметром 6 мм. В России же было налажено производство гранул 8 мм. Конечно, 6-миллиметровые тоже выпускались, но они были дороже и продавались не во всех регионах. Европейцы среагировали быстрее, поэтому сегодня можно приобрести приборы, которые прекрасно работают и на 8 мм пеллетах.
Преимущества печей-каминов длительного горения
Основным признаком современной печи-камина служит отрегулированный процесс горения твердого топлива, происходящий в основной камере при некотором недостатке кислорода. Дрова при таком режиме не вспыхивают ярким пламенем, а долго тлеют. При этом поддерживается температура, достаточная для пиролиза – разложения высокомолекулярных соединений до простейших газов, включая СО. Они полностью догорают на выходе из топки, куда поступает в необходимых количествах дополнительный воздух. В результате выделяется максимальное количество тепла и не возникают вредные выбросы.
Как известно, интенсивность процесса горения топлива зависит от количества подаваемого кислорода. При достаточном его количестве топливо горит интенсивно, выделяя большое количество тепла, но сгорает закладка быстро. При ограниченном поступлении воздуха, горение может перейти в стадию тления, при котором даже языки пламени наблюдаются не всегда.
В принципе, любую печь путем манипуляций с задвижками можно перевести в режим длительного горения. Другое дело, что не все они предназначены для такого режима. Обычные печи с перекрытыми задвижками могут быть даже опасны — в режиме тления могут стать источником дыма или угарного газа. Так что лучше искать печь камин для дачи в характеристиках которой указана строчка «длительное горение» и стоит максимальное время горения одной закладки. Это может быть 6-18 часов.
Как определить поддерживает ли печь длительное горение или нет
Одна из характеристик, по которым можно отличить печь камин длительного горения для дачи от обычной отопительной — герметичное ее исполнение. Ведь надо сделать так, чтобы воздух поступал в нужном количестве. Не больше и не меньше. Второй признак — наличие нескольких регулируемых заслонок.
Герметичность проверить можно только во время топки, а вот наличие заслонок отслеживается визуально и то, насколько плотно они перекрывают доступ воздуха тоже можно посмотреть, как хорошо они двигаются. В некоторых моделях регулировка подачи воздуха происходит через зольный ящик. В таком случае надо смотреть, насколько он хорошо «ходит», насколько плотно перекрывает подачу воздуха. Хотя зольный ящик не может быть герметичным, больших отверстий он оставлять тоже не должен. Так же можно отследить наличие уплотнения на дверке, шибера на трубе. Все это критерии, по которым можно определить поддерживает ли данная печь-камин длительное горение.
С дожигом газов
Чем еще отличаются печи длительного горения от обычных? Тем, что в них может производиться дожиг газов, которые образуются в процессе горения дров. В обычных печах эти газы улетают в трубу, так как для их воспламенения требуется особый режим — высокая температура и ограниченный доступ воздуха. В печах длительного горения топливная камера может быть разделена на несколько частей. В одной горят дрова, в остальных — газы, которые образовались при разложении топлива. Подобные печи называют еще газогенераторными, так как именно в режиме тления образовывается самое большое количество газов. Что характерно, большая их часть имеет теплотворную способность выше чем у топлива, при разложении которого они образовались. Так что при использовании обычных печей значительная часть тепла упускается. Потому и считается что печь камин длительного горения для дачи и дома более выгоден, так как требуется меньшее количество топлива.
Минус в том, что печь камин длительного горения для дачи или дома стоит солидных денег. Ценник на модели, поддерживающие длительное горение, стартует от 400-450$, если это российский производитель и корпус из конструкционной стали. Отечественная нержавейка стоит раза в два дороже, а чугун — еще в два раза. Импортные печи-камины с функцией длительного горения, при тех же характеристиках, примерно на 70-100% дороже.
Отличие классического открытого камина от печи-камина
Классический камин открытого типа — это только дополнительный источник тепла, который обогреть помещение в холода не может. Он дает тепло в небольшом количестве, распространяется оно только во время горения топлива, причем непосредственно перед топкой. Этот вид отопительного прибора хорош для сырого летнего или осенне/весеннего дня. Зимой дать достаточное количество тепла для всего помещения он не в состоянии, так как для его работы нужна хорошая тяга, которая «вытягивает» большую часть тепла.
Печь-камин имеет другие характеристики, закрытую топку. Такой агрегат может отапливать помещение самостоятельно (при правильно подобранной мощности). А печь камин длительного горения для дачи и дома еще и делает это экономно, так как использует энергию топлива по максимуму.
Устройство каминов с водяным контуром
Различное устройство печей и каминов предполагает и разные конструкции встроенного водяного контура (теплообменника).
Печи-камины
Оптимальным твердотопливным аппаратом для обогрева дома с помощью водяного отопления может быть печь-камин. Пусть она менее эффективна, чем котел, зато более презентабельна и функциональна. К тому же вполне реально соорудить ее своими руками.
Речь идет о строительстве кирпичной печи-камина, в которой теплообменник так же готовится самостоятельно (или с помощью сварщика). Форма и размер водяного контура могут различаться. Место установки тоже разное: непосредственно в топке, за ней или сбоку.
Конструкция теплообменника должна отвечать функциональному назначению агрегата и обеспечивать быстрый и равномерный нагрев теплоносителя. Лучше всего с этим справляются трубчатые модели – змеевик и регистр. Изготовить, конечно, проще емкостные контуры из стальных листов.
Если теплообменник устанавливается в топочной камере, то имеет значение толщина и марка стали, поскольку он будет подвержен действию открытого огня. Для этих целей лучше использовать котловую сталь толщиной 4 мм.
Располагаться в топке водяной контур тоже может по-разному. Если печь-камин оснащена варочной плитой, то теплообменник не должен мешать приготовлению пищи.
Камины
Камин с системой отопления будет работать ` каминные топки, в которые вмонтирован водяной контур. Как и в печах-каминах, он бывает трубочным, емкостным или комбинированным, но с некоторыми особенностями.
Изогнутая особым способом спираль из медной трубки размещается вокруг дымосборника. Выбранная форма позволяет быстро нагреть теплоноситель и поддерживать его параметры в системе. Циркуляция может происходить самотеком или принудительно.
- Другой тип трубного контура – «змейка», выгнутая труба в нескольких местах наподобие полотенцесушителя. Размещается за стенкой дымосборника.
- Комбинированный вариант представляет собой две емкости, расположенные по бокам дымосборника и соединенные трубками. Поскольку имеется прямой контакт с дымовыми газами, применяется котловая сталь. Очень эффективный вариант, но не износостойкий.
Наиболее простой вид – емкостной, еще называется «водяной рубашкой», поскольку теплоноситель заполняется между двойными стенками корпуса. Нагревается от кожуха топки, поэтому самый инертный.
В основном каминные топки с водяным контуром производятся закрытыми, но встречаются и открытые. Помимо этого, каминные вставки отличаются внешним видом, мощностью и схемой подключения.
Пеллетные камины
Особняком в рассматриваемой категории стоит твердотопливный камин на пеллетах, его тоже начали выпускать с водяным контуром. Практически все эти агрегаты однотипные: закрытая топка с горелкой, емкостной теплообменник, который расположен за топкой, бункер для пеллет, блок управления.
Подача топлива осуществляется автоматически при помощи шнекового привода, воздух перемещается одним или двумя вентиляторами. Предусмотрен и зольник. Присоединение к отопительной магистрали, как во всех каминах
Производители обращают внимание на применение в качестве дымохода нержавеющих труб, в том числе дымоходов из нержавейки, которые сделаны своими руками.
Большим плюсом пеллетных каминов является автоматизация процесса работы. В бункер можно загрузить 15-20 кг пеллет и этого хватит на полтора–два дня горения при умеренном режиме. При работе на максимальной мощности расход увеличится в два раза.
Два жирных минуса портят репутацию этих устройств. Во-первых, для функционирования не обойтись без электричества, как и в случае с обычными электрокаминами. Во-вторых, необходимо регулярно чистить горелку, а если засыпать некачественные гранулы (довольно частое явление), то она может вообще перестать работать.
Камин своими руками
Рассмотренные выше камины представляют модели заводского производства. Возможно ли изготовить камин с водяным отоплением своими руками? Очень многие уже это сделали – причитающийся респект им.
Описание, как самостоятельно возвести кирпичный камин, есть в статье «Камин своими руками: заметки у портала». Заказать теплообменник можно у сварщика. Скорее всего, это будет регистр из нескольких рядов трубок, расположенных вразбежку. Теплообменник обязательно проверяется на качество сварных швов. Для этого заливается вода, лучше под давлением.
Ну а дальше выстраивается камин до уровня дымосборника и на каминную плиту устанавливается контур. Трубки регистра расположатся в полости, а корпус закладывается, оставляя штуцеры для подсоединения к системе.
Необходимо заметить, что такой камин невыгоден для отопления, а вот с задачей горячего водоснабжения справится.
Типичные схемы подключения камина к отопительной системе
Гравитационная конвекция.
Чтобы максимально повысить КПД камина и эффективно распределить тепло, сгенерированное в его топочной камере, по всему дому, необходимо интегрировать камин в контур обогрева дома (в случае с камином в водяной рубахе). Камины с воздуховодами нуждаются в особой развертке нагревательных элементов.
Схема воздушного отопления камином зависит от площади обслуживаемой территории. Так, гравитационная разводка подойдет, если площадь помещения, нуждающегося в обогреве, очень маленькая. Длина воздуховодов не должна превышать 3 м в длину. В таком случае нагретый у камина воздух будет подниматься по каналам, вытесняя на концах труб холодный воздух.
Принудительная конвекция.
Данный контур является полностью энергонезависимым, прост в проектировании, установке и использовании. Требования к его монтажу: длина воздуховодов не должна превышать 5 м, сама труба должна быть ровной с минимальным количеством поворотов. Конструкционным материалом труб должен выступать огнеупорный алюминий, способный выдерживать температуру 250°C. Теплоизоляция корпуса воздуховодов обязательна.
Контур с принудительным движением воздуха, хотя и стоит дороже в исполнении, по сравнению с гравитационным аналогом, он позволяет отопить большую площадь помещения. При этом на эффективность системы не повлияет сложная планировка дома. Помимо воздуховодов данный контур комплектуется элементами приточной вентиляции (как главный движущий механизм теплого воздуха), соединительными узлами и уголками, всевозможными элементами управления направленными потоками воздуха.
